Die Forscher des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) haben ein Prüfverfahren für netzbildende Wechselrichter entwickelt. Dazu hat das Team des Freiburger Forschungsinstituts im ersten Schritt gemeinsam mit den Netzbetreibern 50Hertz Transmission, Transnet BW, Amprion und Tennet TSO ein Mess- und Bewertungsverfahren zu den Stabilisierungseigenschaften von Wechselrichtern entwickelt. In dieses Prüfverfahren flossen die Erkenntnisse aus Netzbetrieb und der Forschung zur Netzstabilisierung von Wechselrichtern ein.
Im Auftrag der vier Netzbetreiber haben die Freiburger Forscher dieses Prüfverfahren dann auf Geräte verschiedener Hersteller angewendet. „Wir wollten sehen, was die Hersteller unter Netzbildung verstehen und wie sie das bei der Programmierung ihrer Geräte umsetzen“, erklärt Sönke Rogalla, Leiter der Abteilung Leistungselektronik und Netzingtegration am Fraunhofer ISE. „Also haben wir sie eingeladen, ihre Geräte bei uns im Labor auf den Prüfstand zu stellen.“
Geräte von sieben Herstellern getestet
Sieben Unternehmen sind diesem Aufruf gefolgt und haben ihre Speicherwechselrichter nach dem neuen Prüfverfahren vermessen lassen. Die Wechselrichter waren unterschiedlich groß und deckten ein Spektrum von einigen Kilowatt bis fünf Megawatt Leistung ab. Sie stammten von Herstellern aus verschiedenen Ländern und deckten auch verschiedene Niveaus der Marktreife ab. So war vom Pilotgerät über den Prototypen bis zum Serienprodukt alles dabei.
SMA: Sunny Central Storage nach VDE-AR-N 4120/4130 zertifiziert
Kritische Netzsituationen simuliert
Bei den Tests untersuchten die Forscher unter anderem, welche Unterschiede die Geräte hinsichtlich der Netzbildung aufwiesen. Dazu haben sie die Wechselrichter im Labor verschiedenen Betriebszuständen ausgesetzt. Dabei haben sie nicht nur den Normalbetrieb simuliert, sondern vor allem kritischen Netzsituationen nachgestellt. Dazu gehören unter anderem schnelle Frequenzänderungen, Kurzschlüsse oder Phasensprünge. „Bei Anforderungen, die klar definiert sind, zeigten die Geräte ein ähnliches Verhalten“, umreißt Roland Singer, Projektleiter Strombasierte Netz am Fraunhofer ISE, die Ergebnisse. „In anderen Fällen gab es dagegen große Unterschiede, und bei fast jedem Gerät konnten wir den Herstellern Hinweise für Optimierungen mitgeben“, sagt er.
Test weiterentwickelt
Diese Empfehlungen fielen bei den Wechselrichterherstellern auf fruchtbaren Boden. Denn sie nehmen jeden Hinweis auf, um die netzbildenden Wechselrichter weiterzuentwickeln. Gleichzeitig konnten die Forscher und auch die Hersteller relevante Praxiserfahrungen beim Test netzbildender Wechselrichter sammeln.
Netzanschlussanfragen für Batteriespeicher übersteigen 500 Gigawatt
Neues Geschäftsmodell für Speicher
Das Fraunhofer ISE hat daraufhin den Test noch einmal optimiert. So seien schon während der Projektphase wichtige Erkenntnisse in die laufende Normungsarbeit auf europäischer Ebene eingeflossen. Sie sind auch Teil des Hinweises „Netzbildende Eigenschaften“, den das VDE FNN jüngst veröffentlicht hat. Dieses Hinweispapier beschreibt die Anforderungen und die Nachweisführung für netzbildende Einheiten. Es bildet die normative Grundlage für die Teilnahme von Speicheranlagen am zukünftigen Markt für Momentanreserve. Dieser Markt soll Anfang 2026 starten und insbesondere für Batteriespeicher ein zusätzliches Geschäftsmodell bieten. (su)
